我能想到为什么while(2)会更慢的唯一原因是:

代码将循环优化为 2 . CMP eax 当减法发生时，你实际上是在减法 A. 00000000 - 00000010 CMP eax, 2 而不是 B. 00000000 - 00000001 CMP eax, 1

CMP只设置标志，不设置结果。所以对于最低有效位，我们知道b是否需要借位，而对于a，你必须做两次减法才能得到借位。

看到这么多人深入研究这个问题，正好说明了为什么这可以很好地作为一个测试，看看您想要多快地进行微优化。

我的答案是;这并不重要，我更关注我们正在解决的业务问题。毕竟，这就是我的工作。

此外，我会选择while(1){}，因为它更常见，其他队友不需要花时间去弄清楚为什么有人会选择比1更高的数字。

现在去写一些代码。: -)

显而易见的答案是:正如所发布的，两个片段将运行一个同样繁忙的无限循环，这使得程序无限慢。

虽然从技术上讲，将C关键字重新定义为宏将具有未定义的行为，但这是我能想到的使任何一个代码片段快速的唯一方法:你可以在两个片段之上添加这一行:

#define while(x) sleep(x);

它确实会使while(1)比while(2)快一倍(或慢一半)。

对这个问题最有可能的解释是，面试官认为处理器会逐一检查数字的每一位，直到它达到一个非零值:

1 = 00000001
2 = 00000010

如果“is 0 ?”算法从数字的右侧开始，并且必须检查每一位直到它达到非零位，那么while(1){}循环每次迭代必须检查的比特数是while(2){}循环的两倍。

这需要一个关于计算机如何工作的非常错误的思维模型，但它确实有自己的内部逻辑。一种检查方法是询问while(-1){}或while(3){}是否同样快，或者while(32){}是否更慢。

You should have asked him how did he reached to that conclusion. Under any decent compiler out there, the two compile to the same asm instructions. So, he should have told you the compiler as well to start off. And even so, you would have to know the compiler and platform very well to even make a theoretical educated guess. And in the end, it doesn't really matter in practice, since there are other external factors like memory fragmentation or system load that will influence the loop more than this detail.

这两个循环都是无限的，但我们可以看到哪个循环每次迭代需要更多的指令/资源。

使用gcc，我编译了以下两个程序，以不同的优化级别进行汇编:

int main(void) {
    while(1) {}
    return 0;
}

int main(void) {
    while(2) {}
    return 0;
}

即使没有优化(-O0)，两个程序生成的程序集也是相同的。因此，两个循环之间没有速度差异。

作为参考，下面是生成的程序集(使用gcc main.c -S -masm=intel并带有优化标志):

o0:

    .file   "main.c"
    .intel_syntax noprefix
    .def    __main; .scl    2;  .type   32; .endef
    .text
    .globl  main
    .def    main;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   main
main:
    push    rbp
    .seh_pushreg    rbp
    mov rbp, rsp
    .seh_setframe   rbp, 0
    sub rsp, 32
    .seh_stackalloc 32
    .seh_endprologue
    call    __main
.L2:
    jmp .L2
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

o1群:

    .file   "main.c"
    .intel_syntax noprefix
    .def    __main; .scl    2;  .type   32; .endef
    .text
    .globl  main
    .def    main;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   main
main:
    sub rsp, 40
    .seh_stackalloc 40
    .seh_endprologue
    call    __main
.L2:
    jmp .L2
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

-O2和-O3(相同输出):

    .file   "main.c"
    .intel_syntax noprefix
    .def    __main; .scl    2;  .type   32; .endef
    .section    .text.startup,"x"
    .p2align 4,,15
    .globl  main
    .def    main;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   main
main:
    sub rsp, 40
    .seh_stackalloc 40
    .seh_endprologue
    call    __main
.L2:
    jmp .L2
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

事实上，为循环生成的程序集对于每个级别的优化都是相同的:

 .L2:
    jmp .L2
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

重要的部分是:

.L2:
    jmp .L2

我不太懂汇编，但这显然是一个无条件循环。jmp指令无条件地将程序重置回. l2标签，甚至不将值与true进行比较，当然，它会立即再次这样做，直到程序以某种方式结束。这直接对应于C/ c++代码:

L2:
    goto L2;

编辑:

有趣的是，即使没有优化，下面的循环都在汇编中产生完全相同的输出(无条件jmp):

while(42) {}

while(1==1) {}

while(2==2) {}

while(4<7) {}

while(3==3 && 4==4) {}

while(8-9 < 0) {}

while(4.3 * 3e4 >= 2 << 6) {}

while(-0.1 + 02) {}

甚至令我惊讶的是:

#include<math.h>

while(sqrt(7)) {}

while(hypot(3,4)) {}

对于用户定义函数，事情变得更加有趣:

int x(void) {
    return 1;
}

while(x()) {}

#include<math.h>

double x(void) {
    return sqrt(7);
}

while(x()) {}

At -O0, these two examples actually call x and perform a comparison for each iteration.

First example (returning 1):

.L4:
    call    x
    testl   %eax, %eax
    jne .L4
    movl    $0, %eax
    addq    $32, %rsp
    popq    %rbp
    ret
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

Second example (returning sqrt(7)):

.L4:
    call    x
    xorpd   %xmm1, %xmm1
    ucomisd %xmm1, %xmm0
    jp  .L4
    xorpd   %xmm1, %xmm1
    ucomisd %xmm1, %xmm0
    jne .L4
    movl    $0, %eax
    addq    $32, %rsp
    popq    %rbp
    ret
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

However, at -O1 and above, they both produce the same assembly as the previous examples (an unconditional jmp back to the preceding label).

TL;DR

Under GCC, the different loops are compiled to identical assembly. The compiler evaluates the constant values and doesn't bother performing any actual comparison.

The moral of the story is:

• There exists a layer of translation between C source code and CPU instructions, and this layer has important implications for performance.
• Therefore, performance cannot be evaluated by only looking at source code.
• The compiler should be smart enough to optimize such trivial cases. Programmers should not waste their time thinking about them in the vast majority of cases.